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  • 数字化运控系统建设的探讨

    王林军 编 辑:王亚玲 2021-10-29 16:25:00

        

      摘要本文介绍了航空公司运行控中心和相关系统在生产运行中发挥的的作用。重点阐述了数字化运控系统在安全、效益等方面航空公司产生的价值,以及数字化运控系统建设过程中航空公司内外部需要考虑的因素、系统建设的一些想法和建议。 

      一、运控中心在航空公司的作用 

      在航空器运行的整个过程中,航空承运人应将运行控制置于公司的核心地位,确保实现预期的安全和效益目标。而运行控制中心(以下简称运控中心)则扮演了这一角色保障运行的安全、正常和效率方面起着无可替代的作用。运控中心的工作职责是对各种资源如飞行签派、机务维修、地面保障、机组调配、载重平衡、食品配餐、物流运送等进行配置和优化,通过提供决策信息和发布指令的方式,服务于航班运行。 

      目前我国各航空公司已经逐步建设了各自的运控中心 

      二、运控系统在运控中心的作用 

      运控中心建设包括团队、流程、设施和系统建设,任何一个方面的缺失都会直接影响其目标实现,而运控系统(飞行计划、动态控制、飞行跟踪等)在其中发挥着重要的作用。 

        

      1 AOC体系 

        

      航班运行是一件复杂的工作,整个过程涉及飞行、商务、机务、地服、运控等环节。在这些环节中会产生海量的数据和信息,如航班收益、飞机维修计划、机组状态、航班时刻、旅客货物信息等。这些数据都和运控中心息息相关,也是运控中心运转必须数据。当航班量不多时,这些数据依靠原始的记录和传递方式,能够勉强支撑。但当航班量达到一定规模时,纸面记录、电话、邮件的传递方式必然不能满足生产需求。 

      运控系统可以帮助航空公司大幅降低运行成本、提高航班收益。典型的例子就是计算机飞行计划系统,其优点在于能根据实际业载、高空风、飞机性能等情况优化航路,获得因业载、高空风、航线优化等带来的经济效益,更有力地保障飞行安全。以厦航为例,厦航从2009520日正式使用该系统,到2009831日止,共节油500吨,创造节油效益300万元,若按此计算,厦航仅因该系统的使用,全年节油就在近2000吨以上,可创造节油效益1000万元以上。 

      对航空公司而言,航班运行离不开空管、机场等各个单位的密切配合,整个民航就是一个高速运转的系统。当今随着自动化、大数据的发展,这些外部运行环境也在逐步要求航空公司必须建立配套的系统。比如欧控管辖区域内存在复杂的空域结构和庞大的导航数据导,公司航路正确性验证能且只能交由系统完成,航空公司必须依靠自动化系统的手段解决航路优化的问题。机场方面,国内外各机场在大力推进ACDM建设,航班时刻信息时时刷新,运控中心必须与空管单位保持密切的联系,进行系统级信息交互和共享,才能获取最新信息进而统筹航班运行。 

      可见随着内外部环境的变化和要求,航空公司运控系统是支撑航班大量运行的必备系统,系统建设落后会成为阻碍公司规模发展的瓶颈,运控中心系统建设的重要性可见一斑。 

      三、数字化运行的价值 

      近些年随着物联网、大数据、云计算、人工智能等技术的发展应用和普及的影响,数字化已经成为企业发展的趋势和方向。阿联酋航空总裁Tim Clark所言,字化颠覆,无论是在航空公司还是其他行业,都在盯着我们,忽视它你就灰飞烟灭。我国也在推动行业数字化转型201912月,交通运输部印发的《推动综合交通运输大数据发展行动纲要(2020-2025年)》中重点提到:不断丰富行业大数据内容,推动行业数字化转型。 

      对于航空公司而言,数字化的目标是重新定义航空公司的运行模型,清晰地描绘业务功能、流程、与组织架构之间的关系,人员、团队、各组成部门之间如何有效互动,从而实现企业的战略和最终目标。运控中心作为生产运行的大脑,其数字化进程通过智能排班、EFB、自动放行等信息系统组成的数字化运行模式,优化飞机、人员、时刻等资源的配置,重塑运行控制模式。 

        

      2 数字化运控系统 

        

      具体来说,数字化运控系统可以提高安全水平,提升运行效率,降低运行成本。以放行签派为例,厦航平均每日需放行超过50/席位、川航80/席位、国航80/席位、南航100/席位。每一个航班签派员都需要评估天气、机组、飞机、通告、气象等等内容。仅以航行通告为例,每个席位需要阅读的通告量就超过1000页。 

        

      3 航空公司PIB页数统计 

      注:数据统计基于2020119日统计 

        

      由此可见,在传统的工作方式下,签派员的工作强度大、效率低,航班安全运行隐患高。采取数字化的方式可以将绝大部分的数据(包括航行通告、天气等)数字化,通过系统进行分析计算,工作效率可以提高百倍。更为重要的是,可以杜绝大部分由于人为疏忽、业务水平不合格等因素带来的不安全隐患,提高安全裕度。此外,在异常航班复、航班调整等方面,数字化系统更是可以提升90%的效率,减少延误和取消的航班带来的成本增加。 

      欧美民航强国的航空公司已经系统数字化这条道路上做出了尝试,并取得了良好的效果。例如德国汉莎航空公司,其核心系统全面实现了数字化运行,不仅提高了安全运行水平,工作效率更是成倍提升。据了解,汉莎航空采用最新一代数字化放行系统,所有航班2名飞行签派员即可完成所有签派放行工作,效率是我国运控的数十倍之多。此外根据汉莎航空统计数字显示,使用新一代放行系统,平均每个航班可以解决2%的燃油、1.9%的航程时间、1.6%的航路费。 

      因此,对于航空公司而言,数字化运控系统的建设刻不容缓。 

      四、数字化运控系统建设的路线 

      (一)加强组织领导 

      航空公司贯彻落实习近平总书记关于网络强国的重要论述和国家大数据战略部署,将建设数字化运控系统作为全公司乃至全行业的重点工作进行推进,各级领导干部充分认识到数字化转型在民航未来发展中的重要地位。 

      )加大系统、人员建设投入 

      据统计我国航空公司IT2016-2018年分别为2.6%1.2%1.5%,这一比例远低于全球平局3.67%的水平。而在IT支出中旅客移动服务应用、网络安全、云服务、商业智能占比较大,运控中心系统投入较少,与之配套的人员投入更是微乎其微。而数字化建设过程中,系统和配套人员缺一不可。 

      系统方面,数字化运系统首要目标是实现高度自动化。自动化系统可以极大提高生产效率和经济效益,更重要的是杜绝人为差错带来的不安全隐患,如计算飞行计划、自动签派放行自动航班调整等模块和系统。为此,一方面要深挖自身潜力自主研发,降低平台整合困难、数据交换与集成、客户化成本高等技术风险。另一方面,可以将部分系统建设工作交给专业的IT公司进行定制开发或引入成熟先进系统、技术和理念。这样可以缩短开发周期,节约开发成本和维护成本。同时由于专业IT公司在同类系统研发过程中,会积累大量的客户的需求和想法,其解决方案可能会优于航空公司闭门造车的产物。 

      人员方面,由于系统需要相关的专业人员进行开发测试,数据也需要专业人员维护、使用,所以专业人员也是数字化建设中必不可少的一环。创新行业人才培养机制和激励机制,引进招聘高层次人才,培育层次多样、良性流动、激励有效的专业化人才队伍。  

      )建设空管、机场航空公司数据共享交互平台 

      在实际生产运行中,空管、机场和航空公司紧密相关,缺一不可。以空管为例,空管为航空公司服务,优质高效的服务可以提高航空公司的运行能力,反之航空公司运行能力提高,也会减少空管的运行压力、提高安全水平。双方运行中所需的大量数据完全一致,部分数据还互为信息源头。因此共享统一数据平台,一方面可以实现资源共享,打通数据壁垒,另一方面可以提高数据精度和及时性。 

      航行情报数据作为整个平台的底层数据,是确保空中交通管理(ATM)系统安全、正常、经济和效率所必需的航空数据。此外航行情报工作对数据的各项质量(准确性、分辨率、完整性和可追溯性)都有明确要求,质量控制也有成熟的体系,因此使用该数据完全可以满足数据平台的需求。而目前我国航行情报中心也正在开展航行情报管理数据系统AIM建设工作,该系统建设的总体目标就是建设一个服务对象众多、涵盖内容宽泛、管理数据量巨大、质量要求严格、面向国内外用户的中国航空情报数据中心。这无疑给数据共享平台奠定了坚实的基础。 

      在此基础上,该平台还应实现大数据收集和分析,如航班地面推出、滑行、起飞时间、飞行计划、运行动态、旅客信息、机组人员、运输客货等情况,覆盖旅客出行全流程、货物运输全链条、运行监控全系统,实现智慧化的航空运行、航空服务、企业决策和政府管理。 

      民航局出台数据质量管理规范,支持专业数据厂商 

      数字化运控系统核心是数据直接驱动各个运行生产环节,实现计算机系统自动分析与决策。其基础是数据,数据规范和质量就显得尤为重要。8.24黑龙江伊春空难,有一条间接原因是气象数据库系统管理员误将伊春机场特殊天气报告的地址码ZYLD设置为ZYID,导致运控中心无法按照职责对飞行机组进行必要的提醒和建议。可见数字化系统运行中一个细小的数据差错,都可能会导致最终运行的错误,甚至带来安全隐患。 

      在数据规范方面,我国可以借鉴外经验,对航空数据要求提出明确规定,如精度、分辨率、保证等级、可追溯性等,建立行业规范,便于数据供应商进行数据生产。同时,这也可以为航空公司数据验收工作提供有力依据。例如美国航空无线电技术委员会就公布了一系列的行业数据标准指导数据生产,如RTCA DO-200A。另一方面,出具相关可落地实施的指导性文件,建立相关生产、质量管理体系,指导各航空公司和数据公司进行数据服务研发。我国民航局也做了很多尝试,例如2014年发布的《航空运营人导航数据库管理规范》就是一个很好的尝试,但还需要随着行业的发展不断完善 

      在此基础上,民航局可以制定、颁布相应数据生产资质的管理办法,鼓励第三方数据供应商参与数据生产。根据国外经验,引入专业的第三方机构或公司来完成公共数据制作与维护工作是一个切实可行办法,如杰普逊、LIDO都是优秀的第三方数据供应商,其数据得到行业的广泛认可和应用,推动了民航业的发展。 

      以上是对航空公司运控中心数字化建设的一些观点。运控中心作为航空公司的大脑发挥着核心作用。运控中心应该加强数字化系统建设,以数据赋能公司发展为切入点,聚焦数据生产和自动化应用等重点环节,坚持数据驱动生产的发展方向,推动数据与生产深度融合,构建有效数据中心体系,为公司快速发展提供有力支撑。(作者:王林军 中航材导航技术(北京)有限公司 ) 

       

      参考文献: 

      [1] 航空承运人运行中心(AOC)政策与标准[S]北京:中国民用航空局飞行标准司.2011. 

      [2] 夏俊峰.厦航计算机飞行计划系统通过专家鉴定.新浪航空航天新闻 [Z].2009. 

      [3] SITA.2018年航空运输业IT趋势洞察报告[R].2018. 

      [4] 国际民用航空组织.国际民用航空公约附件15-航空情报服务[S]蒙特利尔:国际民用航空组织.2013. 

      [5] 中国民航局.新时代民航强国建设行动纲要 [Z].2019. 

      [6] 国务院河南航空有限公司黑龙江伊春“8·24”特别重大飞机坠毁事故调查组.河南航空有限公司黑龙江伊春“8.24”特别重大飞机坠毁事故调查报告[R].2012.